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峨眉地幔热柱活动与贞丰水银洞金矿床形成关系研究

作　者: 梅世全
导　师: 聂爱国
学　校: 贵州大学
专　业: 矿物学·岩石学·矿床学
关键词: 峨眉地幔热柱水银洞金矿床矿源层形成关系成矿模式
分类号: P618.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

中国卡林型金矿主要产于“滇黔桂”、“川甘陕”及“滇西”地区,其中以“滇黔桂”为主体。“滇黔桂”、“川甘陕”及“滇西”地区均位于峨眉地幔热柱活动区。黔西南地区金矿是“滇黔桂”金三角的主体,其中以贞丰水银洞金矿最具代表性:该矿床金矿矿石品位高、矿体厚度及矿石品位变化系数小,是我国第一个Ⅰ类勘探类型金矿床。该矿床已达特大型规模,为亚洲最大的金矿床。选择水银洞金矿为研究对象,对于探索蛾眉地幔热柱活动对该矿床的形成及对区域成矿的控制有重大理论意义和现实意义。全文共分五章,首先介绍地幔柱理论的起源及峨眉地幔热柱的活动特征,其次论述峨眉地幔热柱活动形成区域地质背景;再次,阐述水银洞金矿床地质特征;最后探讨峨眉地幔热柱活动形成水银洞金矿床的成因机制。本论文取得以下认识和成果:(1)水银洞金矿床位于灰家堡金、汞、铊矿矿田带东段,是黔西南金矿矿集区发现较晚、规模较大、品位较高的隐伏岩金矿床;矿床赋存于上二叠统龙潭组煤系地层及其与下伏的茅口组石灰岩之上的炭硅质岩(俗称“大厂层”)中,矿床由若干矿体组成,多个矿层垂直空间上下重叠,受灰家堡背斜严格控制:金矿体在背斜核部向两翼300m范围内产出;单个矿体呈层状、似层状、透镜状、扁豆状,顺层产于地层中,矿体产状与围岩产状一致;该地层中岩石普遍含有百分之几到百分之几十的玄武质火山碎屑;矿体主要赋存于生物碎屑灰岩中,为金的主要载体;矿石矿物有黄铁矿、毒砂及硅酸盐矿物等,其中黄铁矿是金的主要载体,含金量占各种矿石矿物含金量的89%以上。含金黄铁矿有四种类型:草莓状黄铁矿、细粒黄铁矿、粗粒黄铁矿及生物碎屑黄铁矿,其中以生物碎屑状黄铁矿含金最高;金矿物相分析及电子探针分析结果显示,金主要呈包裹金形式存在于热液期含砷黄铁矿中;(2)峨眉地幔热柱是中国典型的地幔热柱之一。其岩浆活动始于晚古生代泥盆纪,大规模发育于晚古生代二叠纪至整个中生代,可延续到新生代早期。其中,早期阶段(晚古生代)以基性岩浆大规模喷发活动为主,晚期阶段(中生代-新生代早期)以酸性及碱性岩浆大规模侵入为主,伴随少量的基性-超基性岩浆侵入活动;(3)峨眉地幔热柱活动形成含矿岩浆:地幔热柱边部温度比轴部低,深大断裂也不如轴部发育,减压熔融效应不明显,形成部分熔融程度小的岩浆。金在岩浆演化中是不相容元素,它在熔体中的浓度随部分熔融程度的增大而减小。所以金在这种小部分熔融程度岩浆中易于富集;(4)海西-印支期峨眉地幔热柱活动产生多条深大断裂,这些深大断裂不仅是峨眉山玄武岩喷溢的通道,也是深部含矿热液及天水深渗及上升的通道。它沟通了地球深部与浅部之间的物质及能量交换。其中峨眉地幔热柱边部的深大断裂是富金岩浆运移的主要通道;(5)海西-印支期峨眉地幔热柱活动造成岩石圈穹状隆起,明显改变了中国西南地区沉积格局。在贵州西部表现为掀斜式抬升,龙潭期在贞丰、兴仁及安龙一带沉积环境由开阔碳酸盐台地沉积环境变为局限的潮坪-泻湖至局限碳酸盐台地沉积环境。峨眉山玄武岩通过喷发-沉积进入这一局限的沉积盆地内,形成初步富金的含矿建造(矿源层);峨眉地幔热柱的脉动式活动,造成峨眉山玄武岩多次喷发及海水频繁进退,在上二叠统龙潭组地层中形成含、隔水层岩石频繁交替多层矿源层。(6)海西-印支期至燕山期,峨眉地幔热柱长期活动形成区域热异常,大气降水、海水、地下水及岩浆水等深渗循环不断从峨眉山玄武岩、“大厂层”、含矿建造中萃取大量的Au等成矿物质形成金硅络合物、金硫络合物等形式迁移的成矿热液。(7)燕山期峨眉地幔热柱再次强烈活动,在形成灰家堡背斜过程中,产生大规模的断裂构造及层间滑脱构造,大量的含矿热液通过断裂构造沿着层间滑动面及层间破碎带向灰家堡背斜核部迁移。当构造应力进一步加大,在灰家堡背斜核部产生成矿期逆冲断层及层间破碎带,成矿体系从封闭变成开放,应力突然得以释放,含矿热液的物理化学条件改变,导致热液体系快速远离平衡态,使络合物失稳,金伴随着大量隐晶-微晶二氧化硅-似碧岩和热液期黄铁矿及含砷、锑、汞等硫化物的沉淀而成矿形成水银洞金矿床。(8)初步建立了水银洞金矿床的蛾眉地幔热柱成矿模式:峨眉地幔热柱在海西-印支期强烈活动,一方面改变了中国西南地区沉积格局,造成水银洞沉积环境由开阔碳酸盐台地沉积环境变为局限的潮坪-泻湖至局限碳酸盐台地沉积环境;另一方面,峨眉地幔热柱边部形成富金岩浆,并沿峨眉地幔热柱边部的同生深大断裂上升,通过喷发-沉积作用方式进入潮坪-泻湖至局限碳酸盐台地沉积环境。在蛾眉地幔热柱的脉动式活动作用下,造成多次峨眉山玄武岩喷发和海水频繁进退,在上二叠统龙潭组地层中形成具含、隔水层岩石频繁交替的复杂岩性组合的多层含矿建造(矿源层);海西-印支期至燕山期,峨眉地幔热柱长期活动形成区域热异常,大气降水、海水、地下水及岩浆水等深渗循环不断从峨眉山玄武岩、“大厂层”及含矿建造中萃取大量的Au等成矿物质形成金硅络合物、金硫络合物等形式迁移的成矿热液;燕山期峨眉地幔热柱再次强烈活动,在形成灰家堡背斜过程中,产生大规模的断裂构造及层间滑脱构造,大量的含矿热液通过断裂构造沿着层间滑动面及层间破碎带向灰家堡背斜核部迁移。当构造应力进一步加大,在灰家堡背斜核部产生成矿期纵向逆冲断层及层间破碎带,成矿体系从封闭变成开放,应力突然得以释放,含矿热液的物理化学条件改变,导致热液体系快速远离平衡态,使络合物失稳,金伴随着大量隐晶-微晶二氧化硅-似碧岩和热液期黄铁矿及含砷、锑、汞等硫化物的沉淀而成矿,形成水银洞金矿床

全文目录

摘要  5-8
Summary  8-12
第一章:绪论  12-18
  1.1 本项研究的的选题依据及意义  12-14
    1.1.1 选题依据  12-13
    1.1.2 研究意义  13-14
  1.2 本项研究内容和方案  14-15
    1.2.1 本论文的主要研究内容  14
    1.2.2 本论文的研究方案  14
    1.2.3 本次研究工作完成工作量  14-15
  1.3 研究历史及现状  15-18
第二章:峨眉地幔热柱活动特征  18-24
  2.1 地幔柱理论的起源与演化  18-21
    2.1.1 地幔柱理论及其起源  18-20
    2.1.2 幔柱构造的三层次构造  20-21
  2.2 峨眉地幔热柱的活动特征  21-24
    2.2.1 峨眉地幔热柱活动特征  21-22
    2.2.2 峨眉地幔热柱活动的地质效应  22-24
第三章:峨眉地幔热柱活动形成区域地质背景  24-37
  3.1 大地构造位置  24
  3.2 区域地层  24-27
    3.2.1 区域地层  24-26
    3.2.2 区域含金层序  26-27
  3.3 区域构造  27-31
    3.3.1 区域表层构造  27-29
    3.3.2 区域深大断裂  29-31
  3.4 区域岩浆岩  31-33
    3.4.1 区域岩浆岩简介  31-32
    3.4.2 峨眉山玄武岩特征  32-33
  3.5 区域地热异常  33-35
  3.6 峨眉地幔热柱隆起与古地理变化  35-37
第四章:水银洞金矿床地质特征  37-46
  4.1 赋矿地层及岩石  37-38
  4.2 矿体特征  38-40
  4.3 矿石特征  40-46
    4.3.1 矿石  41
    4.3.2 载金矿物及金的赋存状态  41-45
    4.3.3 围岩蚀变特征  45-46
第五章:峨眉地幔热柱活动形成水银洞金矿成因初探  46-61
  5.1 晚古生代蛾眉地幔热柱活动的成矿贡献  46-56
    5.1.1 成矿物质来源  46-51
    5.1.2 含矿建造形成及金的初步富集  51-53
    5.1.3 成矿流体形成  53-56
  5.2 中生代峨眉地幔热柱活动的成矿贡献  56-61
    5.2.1 幔柱构造活动对矿区成矿构造影响  56-57
    5.2.2 水银洞金矿成因机理  57-61
结论  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-69
附录  69-70

峨眉地幔热柱活动与贞丰水银洞金矿床形成关系研究

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